acecook

Đột phá gel điện giải fluor hóa: Pin xe điện bền bỉ suốt 9.000 giờ

Công nghiệp năng lượng
01/11/2025 04:07
Các nhà khoa học tại Đại học Nankai (Trung Quốc) vừa công bố một bước đột phá trong công nghệ pin lithium kim loại, mở ra triển vọng cho các xe điện thế hệ mới với tuổi thọ bền bỉ, độ an toàn cao và hiệu suất vượt trội. Nhờ gel điện giải eutectic fluor hóa (DEGE), nhóm nghiên cứu đã khắc phục đồng thời ba điểm yếu cố hữu của pin lithium: giao diện không ổn định, hình thành gai lithium và rủi ro nhiệt.
aa
Tái chế niken từ pin lithium đã qua sử dụng hướng tới nền kinh tế tuần hoàn cho xe điện Pin lithium không khí rắn đạt năng lượng gấp 4 lần, phá vỡ rào cản hiệu suất ở nhiệt độ phòng Trung Quốc phát triển pin lithium mạnh gấp đôi công nghệ tiên tiến của Tesla
1.	Hình minh họa công nghệ mới có thể sớm được ứng dụng trong xe điện. Ảnh: Witthaya Prasongsin/ Getty Images
Hình minh họa công nghệ mới có thể sớm được ứng dụng trong xe điện. Ảnh: Witthaya Prasongsin/ Getty Images

Gel DEGE: Giải pháp vượt trội cho pin lithium ổn định lâu dài

Pin lithium kim loại (LMB) vốn được đánh giá cao nhờ mật độ năng lượng cao gấp đôi pin lithium-ion, nhưng ứng dụng thực tế vẫn bị cản trở bởi các điện giải lỏng truyền thống, dễ rò rỉ, cháy nổ và hình thành gai lithium, nguyên nhân dẫn tới đoản mạch nguy hiểm. Nhiều nỗ lực phát triển điện giải gel trước đây đã giúp cải thiện độ an toàn, song lớp giao diện SEI (Solid Electrolyte Interphase) vẫn kém ổn định, khiến pin nhanh xuống cấp.

Nhóm nghiên cứu tại Nankai khắc phục vấn đề này bằng thiết kế phân tử chính xác, tạo nên chuỗi amid fluor hóa có tính tương thích cao với điện cực kim loại. Trong đó, hợp chất 2,2,2-trifluoro-N-methylacetamide (C=Oα3F) được xác định là thành phần tối ưu. Nhờ năng lượng LUMO thấp và rào cản giải phóng ion lithium nhỏ, quá trình dẫn ion diễn ra nhanh chóng và ổn định hơn.

Khẳng định độ bền và an toàn

Kết quả thử nghiệm điện hóa cho thấy, pin đối xứng Li||Li vẫn duy trì hoạt động ổn định sau hơn 9.000 giờ, trong khi pin Li||LiFePO₄ vẫn giữ được 81,7% dung lượng sau 2.500 chu kỳ. Đáng chú ý, kể cả ở điều kiện nhiệt độ cao (80°C), điện giải dạng gel vẫn duy trì hiệu suất ổn định trong suốt 300 chu kỳ, cho thấy khả năng vận hành bền vững ngay trong môi trường khắc nghiệt.

Cơ chế kép của DEGE giúp hình thành lớp SEI đặc, giàu LiF và Li₃N, tạo màng bảo vệ cơ học bền chắc. Ảnh chụp từ kính hiển vi lực nguyên tử cho thấy lớp SEI có mô đun đàn hồi 6,9 GPa, đủ mạnh để ngăn chặn sự phát triển của gai lithium - yếu tố then chốt kéo dài tuổi thọ và tăng độ an toàn cho pin.

“Thiết kế phân tử chính xác cho phép chúng tôi đồng thời giải quyết nhiều thách thức trong phát triển pin lithium kim loại. Nhờ các nhóm fluor, pin đạt độ ổn định giao diện tốt hơn, chu kỳ sử dụng dài hơn và an toàn nhiệt cao hơn” - Giáo sư Tianfei Liu cho biết.

Định dạng gel của điện giải không chỉ ngăn rò rỉ và hạn chế giãn nở nhiệt mà còn vượt qua các thử nghiệm an toàn khắt khe như đâm kim và nhiệt chạy ngoài kiểm soát (thermal runaway), trong khi pin lỏng thường hư hại nghiêm trọng.

Ổn định, an toàn và sẵn sàng thương mại hóa

Giáo sư Kai Zhang nhấn mạnh, chiến lược này kết hợp giữa hóa học cơ bản và yêu cầu ứng dụng thực tế, mở ra hướng phát triển cho thế hệ điện giải hiệu suất cao tiếp theo.

Công nghệ DEGE có thể sớm được triển khai trong xe điện thương mại và hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn, sau khi đã chứng minh khả năng giải quyết các thách thức lớn nhất: độ bền chu kỳ, an toàn nhiệt và sự hình thành gai lithium.

Trước đó, các nhà khoa học Trung Quốc cũng từng phát triển phụ gia điện giải thioether giúp pin lithium kim loại đạt 3.000 chu kỳ sạc-xả nhờ khả năng tái cấu trúc bề mặt điện cực, kéo dài tuổi thọ và tăng độ ổn định pin.

Theo giới chuyên môn, đột phá này đánh dấu bước nhảy lớn hướng tới thương mại hóa pin lithium kim loại. Loại gel điện giải fluor hóa mới giúp tăng mật độ năng lượng, kéo dài tuổi thọ, đồng thời cải thiện độ bền và an toàn. Nhờ đó, công nghệ này hứa hẹn sẽ được ứng dụng rộng rãi trong xe điện và lưu trữ năng lượng, góp phần thúc đẩy chuyển đổi sang năng lượng sạch và giao thông bền vững trên toàn cầu.

Phương Như (Theo InterestingEngineering)

mca
Tin bài khác
Thị trường chứng khoán ngày 11/11: Chứng khoán, bất động sản, ngân hàng đồng thuận, VN Index bật tăng hơn 13 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 11/11: Chứng khoán, bất động sản, ngân hàng đồng thuận, VN Index bật tăng hơn 13 điểm

Sau ba phiên “bốc hơi” liên tiếp, thị trường bất ngờ ngược dòng trong phiên 11/11 khi VN Index bật tăng hơn 13 điểm. Tuy nhiên, niềm vui của nhà đầu tư vẫn xen lẫn lo lắng khi thanh khoản tiếp tục èo uột, tín hiệu cho thấy dòng tiền lớn vẫn đang đứng ngoài.
Thủ tướng: Phát triển kinh tế xanh, kinh tế số là yêu cầu bắt buộc trong kỷ nguyên mới

Thủ tướng: Phát triển kinh tế xanh, kinh tế số là yêu cầu bắt buộc trong kỷ nguyên mới

Chiều 10/11, tại Hà Nội, Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính dự Diễn đàn Doanh nghiệp Việt Nam (VBF) thường niên 2025 với chủ đề “Doanh nghiệp đồng hành với Chính phủ: Chuyển đổi xanh trong kỷ nguyên số”.
Viettel ký kết hợp tác chiến lược với Ordefence Systems tại Triển lãm Quốc phòng & An ninh 2025

Viettel ký kết hợp tác chiến lược với Ordefence Systems tại Triển lãm Quốc phòng & An ninh 2025

Thỏa thuận hợp tác chiến lược giữa Viettel và Ordefence Systems Limited, ký tại Triển lãm Quốc phòng & An ninh 2025 ở Thái Lan, không chỉ mở ra hướng đi mới trong lĩnh vực công nghiệp quốc phòng mà còn khẳng định vị thế của doanh nghiệp Việt Nam trên bản đồ công nghệ quốc phòng toàn cầu.
Tiêu chí đánh giá, xếp loại tạp chí khoa học

Tiêu chí đánh giá, xếp loại tạp chí khoa học

Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ đã ban hành Thông tư số 27/2025/TT-BKHCN quy định về bài báo khoa học và đánh giá, xếp loại tạp chí khoa học Việt Nam.
Nhận định phiên giao dịch ngày 11/11: Không vội mua đuổi trong nhịp hồi kỹ thuật nếu có

Nhận định phiên giao dịch ngày 11/11: Không vội mua đuổi trong nhịp hồi kỹ thuật nếu có

Phiên 10/11 chứng kiến VN-Index giảm sâu dưới áp lực bán mạnh ở nhóm cổ phiếu trụ, trong khi thanh khoản duy trì ở mức thấp và nhiều chỉ báo kỹ thuật vẫn tiêu cực. Giới phân tích cảnh báo nhà đầu tư không nên mua đuổi trong nhịp hồi kỹ thuật, mà nên tận dụng các nhịp tăng ngắn để cơ cấu danh mục và giữ tỷ trọng an toàn.
Volvo và Waabi trình diễn bước tiến mới của xe tải tự hành

Volvo và Waabi trình diễn bước tiến mới của xe tải tự hành

Waabi - công ty phát triển công nghệ trí tuệ nhân tạo vật lý (physical AI) và xe tải tự hành đã cùng Volvo Autonomous Solutions (Giải pháp Tự hành của Volvo) đạt được một cột mốc quan trọng trong ngành vận tải tự động. Hai bên đã tích hợp thành công hệ thống điều khiển “Waabi Driver” vào mẫu xe tải “Volvo VNL Autonomous”, đánh dấu bước tiến lớn trong việc hiện thực hóa công nghệ xe tải không người lái.
Huawei trở lại đường đua với Mate 70 Air - mỏng hơn, thông minh hơn, bền bỉ hơn

Huawei trở lại đường đua với Mate 70 Air - mỏng hơn, thông minh hơn, bền bỉ hơn

Sau Samsung và Apple, Huawei chính thức gia nhập cuộc đua smartphone siêu mỏng với mẫu Mate 70 Air - chiếc điện thoại mỏng nhất từng được hãng giới thiệu, dày chỉ 6,6 mm, nhưng gây bất ngờ nhờ viên pin dung lượng tới 6.500 mAh, lớn nhất trong phân khúc hiện nay.
Sinh viên Khoa CNTT - ĐH Sư Phạm Hà Nội tranh tài Cuộc thi "Lập trình điều khiển Robot" năm 2025

Sinh viên Khoa CNTT - ĐH Sư Phạm Hà Nội tranh tài Cuộc thi "Lập trình điều khiển Robot" năm 2025

Những chú robot lăn bánh, những tiếng reo hò cổ vũ và tinh thần cạnh tranh sôi nổi đã làm nóng hội trường Khoa Công nghệ Thông tin - Trường Đại học Sư phạm Hà Nội. Cuộc thi “Lập trình điều khiển Robot” năm 2025 không chỉ là màn tranh tài kỹ thuật, mà còn là dịp để sinh viên thể hiện niềm đam mê công nghệ và sáng tạo không giới hạn.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 11/11/2025: Tuổi Ngọ nên kiềm chế cảm xúc, Tuổi Mùi được quý nhân che chở

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 11/11/2025: Tuổi Ngọ nên kiềm chế cảm xúc, Tuổi Mùi được quý nhân che chở

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 11/11/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 10/11:  Tiếp tục điều chỉnh, VN-Index mất gần 19 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 10/11: Tiếp tục điều chỉnh, VN-Index mất gần 19 điểm

Tiếp nối đà giảm của phiên cuối tuần trước, thị trường chứng khoán trong nước ngày 10-11 tiếp tục chịu áp lực điều chỉnh mạnh. Lực bán áp đảo gần như suốt phiên khiến các chỉ số chính đồng loạt giảm điểm, bất chấp nỗ lực hồi phục ngắn ngủi trong phiên.
song-gia-tri